Possible cause of inhibition of seed germination in two rice cultivars by heavy metals Pb2+ and Hg2+

Seeds of two rice cultivars (Oryza sativa) cv. PR-116 and Pant Dhan-12 subjected to heavy metal lead (Pb²⁺) and mercury (Hg²⁺) exposure showed an inhibition in germination percentage, shoot and root length, and lower fresh and dry weight after 7 days. Both Pb²⁺ and Hg²⁺ inhibited the solubilization process of starch due to reduction in α-amylase activity, which is also evident from greater starch content and reduced soluble carbohydrate content of endosperms of treated seeds of the two cultivars. Mercury was more tolerated by Pant Dhan-12 when grown under in vitro culture medium containing 2% sucrose. The inhibitory effect of Pb²⁺ on embryo growth was not only abolished but also accelerated by 2% sucrose. The inhibitory effect, however, was not significantly blocked in Hg²⁺-treated embryos grown in vitro in sucrose containing medium. Embryos did not grow normally in a medium devoid of sucrose in either case. Data indicated that Pb²⁺ inhibited germination and seedling growth by impairing the solubilization of endosperm starch without markedly affecting the embryo, while Hg²⁺ inhibited germination and seedling growth by damaging the embryo itself.     

镉与除草剂草甘磷的交互作用对小麦的毒性

种子发芽试验、根伸长抑制试验及植物早期生长试验是目前所建立的3种高等植物毒性试验，这些试验通过研究植物在污染条件下根系发育状况、生物量减少程度或植物耐污特性等方面而对污染物的环境效应进行诊断。文章研究了镉与草甘磷交互作用对小麦发芽率以及发芽后小麦的根长和芽长的影响。结果发现，镉对小麦发芽率没有明显影响，而草甘磷对小麦发芽率、根长和芽长有明显抑制效应。镉在一定程度上降低了草甘磷对小麦发芽的毒性，但对小麦生长仍有明显毒害。当镉与草甘磷共同作用于小麦时，镉的存在增加了低浓度草甘磷的生物毒性，而降低了高浓度草甘磷的生物毒性或没有影响。但是，随着镉浓度增加它们的联合毒件又逐渐增加。     

生物质炭对土霉素胁迫下小白菜种子萌发的影响

采用土培模拟污染实验,将甘蔗渣炭、菠萝渣炭和木薯渣炭分别以0%、0.1%、0.5%和1.0%的炭土比添加到砖红壤中,研究土霉素胁迫下小白菜种子萌发效应。结果表明:(1)生物质炭促进种子萌发;土霉素在0~300 mg·kg~(-1)胁迫下种子发芽率未受明显影响,300~500 mg·kg~(-1)时受轻微抑制。(2)土霉素为0~100 mg·kg~(-1)时对种子根及芽伸长呈促进作用,促进率最高达33.05%。100~500 mg·kg~(-1)呈抑制效应,最大抑制率63.98%;种子对土霉素的敏感顺序依次为:根伸长>芽伸长>发芽率。(3)在土霉素胁迫下炭土比与种子根伸长呈显著正相关。3种生物质炭对小白菜种子根及芽伸长的促进效果呈:木薯渣炭>菠萝渣炭>甘蔗渣炭。(4)生物质炭和低浓度土霉素共同促进小白菜萌发,对高浓度土霉素毒性有缓解作用。     

铜-磺胺嘧啶复合胁迫对蔬菜种子发芽的急性毒性效应

研究了黄潮土中常用兽药磺胺嘧啶(SD)与重金属铜(Cu)单一及复合污染对小白菜和西红柿种子发芽(发芽率、根伸长、芽伸长)的影响,分析了土壤中药物浓度与作物生长抑制的剂量-效应关系及复合污染的毒性效应。结果表明,无论是在Cu或SD单一污染物作用下,根伸长和芽伸长抑制率与污染物浓度显著相关(P0.01),发芽抑制率与污染物浓度不相关(P0.05);污染物对根伸长及芽伸长的抑制高于对种子发芽的抑制;SD对2种作物的毒性效应明显强于Cu,SD对小白菜和西红柿根伸长的ID50(抑制率为50%时污染物浓度)分别为1.7和33.6 mg·kg~(-1),而Cu为273.6和457.7 mg·kg~(-1)。Cu-SD复合污染,对西红柿的根和芽伸长的拮抗作用显著(P0.01);但对小白菜来说,在低浓度Cu(100 mg·kg~(-1))作用下,二者的联合拮抗作用不显著(P0.05),随Cu的增加,拮抗作用显著(P0.01)。     

Pb污染对白菜的生态毒理效应研究（Ecotoxicological Effects of Pb on Brassice rapa）

采用水培方法研究了白菜种子和幼苗对Pb的富集能力与耐受性.实验设6个处理浓度,分别为0.2mg·L-1、0.4mg·L-1、0.8mg·L-1、1.6mg·L-1、3.2mg·L-1及对照,共培养7d,然后测定种子萌发抑制率、茎生长抑制率、根的耐性指数、叶绿素与类胡萝卜素含量与铅的富集量.研究表明白菜幼苗对高浓度的Pb具有富集能力,根是主要的富集器官,根的最高富集量为75.46mg·L-1.Pb抑制白菜幼苗的营养生长,抑制白菜根的伸长.0.2mg·L-1处理浓度下,Pb促进白菜茎的生长,高浓度的Pb抑制白菜茎的生长.Pb抑制白菜体内叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量.铅影响白菜幼苗的正常生长,白菜对铅具有一定耐受性.     

3种抗生素对黑麦草种子萌发的生态毒性效应

为探明四环素、环丙沙星和磺胺嘧啶3种抗生素对黑麦草种子萌发的影响,为评价抗生素污染的生态影响提供科学依据,采用保湿培养法研究了它们对黑麦草种子萌发的影响,比较分析了抗生素的生态毒性差异和相对敏感的指标。结果表明,在种子萌发期,一定浓度范围的抗生素胁迫会引发植物种子抵抗逆境的应激反应,因此,3种抗生素在1 mg·L~(-1)处理水平下均能促进种子发芽。超过该浓度,四环素对黑麦草种子发芽仍有一定的促进作用,而环丙沙星和磺胺嘧啶则表现为抑制作用。四环素对种子发芽率的最大无作用浓度(NOEC)为5 mg·L~(-1),而环丙沙星和磺胺嘧啶对种子发芽率的NOEC为1 mg·L~(-1)。实验结束时,3种抗生素在1 mg·L~(-1)处理水平下的种子发芽率最高。3种抗生素浓度超过0.1 mg·L~(-1)时,种子根长和芽长即受到抑制,因此,它们对种子根长和芽长的NOEC均为0～0.1 mg·L~(-1)。其中,磺胺嘧啶的抑制作用最为显著。根长受到抑制的程度强于芽长。黑麦草种子萌发受3种抗生素影响程度依次为磺胺嘧啶环丙沙星四环素。     

油菜根系分泌物对不同作物幼苗生长的化感效应

在实验室采用发芽试验的方法研究了油菜Brassicacampestris根系分泌物对小麦、油菜、蚕豆和玉米种子活力、幼苗生长发育及生理生化特性造成的化感效应。结果表明,油菜根系分泌物的化感累加作用对不同作物种子发芽率、幼苗芽长、芽质量、根长、根质量、根系活力以及幼芽过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量均具有显著影响,其化感效应对小麦的影响程度最弱,其中对小麦的种子发芽率、幼苗根长、芽干物质量、POD活性和根系活力以及各作物幼芽细胞膜的毒害程度均表现出促进作用,而对小麦幼苗其它生长特性以及油菜、蚕豆和玉米幼苗的所有生长特性均表现为抑制作用,表明油菜根系分泌物对不同作物及不同生长特性的化感效应具有不同的选择性。因此,合理搭配油菜作物的间、套、轮作是其夺取优质、高产栽培的关键技术。     

火炬树叶片腐解物浸提液对上海青种苗生长的影响

用培养皿方法测定了土壤腐解对火炬树（Rhus typhina）叶片化感作用潜力的影响。试验结果表明：腐解0、5 d的火炬树叶片,在浸提液质量浓度为0.02、0.04、0.08 g.mL-1时,对上海青（Brassica chinensis）种子萌发及幼苗生长表现为抑制作用,且抑制作用强度随浸提液质量浓度增大和腐解时间延长而加强。腐解时间达10、20和30 d时,0.01、0.02 g.mL-1的浸提液对上海青种子萌发及幼苗生长表现为促进作用,0.04、0.08 g.mL-1的浸提液仍对上海青种子萌发及幼苗生长表现为抑制作用,且促进作用随腐解时间延长而加强,抑制作用均随腐解时间延长而减弱。     

五爪金龙凋落叶腐解物的化感潜力研究

采用莴苣种子为受体,测试了五爪金龙凋落叶早期腐解物的化感作用,并与其鲜叶及凋落叶的化感潜力进行了比较分析。结果如下:凋落叶40d的腐解物、鲜叶及凋落叶的水提取液均具有较强的化感潜力,并表现出低促高抑的浓度效应,在FW0.1g﹒mL-1高质量浓度下的综合化感抑制强度为凋落叶未能加土壤的腐解物>鲜叶>凋落叶加土壤的腐解物>凋落叶,而在FW0.005g﹒mL-1低质量浓度下的综合化感促进作用是凋落叶>鲜叶>凋落叶加土壤的腐解物>凋落叶未加土壤的腐解物。鲜叶的抑制强度较凋落叶的大,表明叶片在衰老过程中抑制作用减弱。凋落叶未加土壤仅在空气微生物作用下的腐解物抑制作用最强,促进作用最小,而加入土壤后在土壤微生物作用下的腐解物的抑制作用却有所减弱,抑制强度介于鲜叶和凋落叶的之间,促进作用却小于鲜叶和凋落叶,说明凋落叶腐解过程中微生物的参与对化感作用产生了复杂的影响。     

薄荷化感物质的作用及其初步分离

以小麦(Triticum aestivum)、青菜(Brassica chinensis)和萝卜(Raphanus sativus)3种作物为受体，对薄荷(Mentha Haplocalyx)化感物质的作用进行了研究．结果表明：薄荷根分泌物显著促进小麦幼苗和幼根的生长，显著抑制青菜幼苗和幼根生长，显著促进萝卜幼苗而抑制其幼根生长．薄荷地上部分水浸液显著抑制青菜、萝卜的种子萌发和幼苗、幼根的生长；萝卜比青菜更敏感，幼根比幼苗更敏感；随着化感物质浓度的降低，抑制作用逐渐减弱、消失，甚至转变为促进作用．水浸液经氯仿、石油醚萃取后，剩余水相浓度变小、水势升高，但其抑制作用反而更加强烈．这说明，这种极其强烈的抑制作用不是低水势而是化感物质造成的；而且，剩余水相的抑制作用被同样具有抑制作用的石油醚相和氯仿相组分所削弱。即化感组分之间存在拮抗作用．剩余水相经大孔树脂进一步分离得到的3个组分都极显著地促进青菜幼苗的生长．这表明，水相强烈的抑制作用是由起极显著促进作用的3个组分的混合物产生的，且排除了水势降低的影响．但组分2显著抑制青菜、萝卜种子的萌发和幼根的生长．图2表4参26     

五氯苯酚的生态毒性效应及其遗传毒性

为评价环境内分泌干扰物——五氯苯酚对土壤生态系统动植物的生态毒性效应,检测了五氯苯酚对8种作物种子的萌发和根伸长的抑制作用以及对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性作用;并运用小麦根尖细胞微核实验和赤子爱胜蚓体细胞核的彗星实验,检测了五氯苯酚的遗传毒性效应.结果表明,五氯苯酚在一定浓度范围内对作物种子的...     

几种菊科入侵植物和非入侵植物的化感作用比较

以萝卜为受体,采用培养皿法比较研究了几种菊科入侵种和非入侵种的化感潜力。结果表明：入侵种和非入侵种都具有化感作用,且入侵种在高浓度下的化感抑制作用强度不一定都大于非入侵种。在0.2 g.mL-1浓度时,艾蒿和黄鹌菜的综合化感作用强度分别是小飞蓬的2.5和3.1倍;而紫茎泽兰和银胶菊则是小飞蓬的3.8和3.5倍。而不同植物浸提液对萝卜的不同检测指标影响不同。其中,紫茎泽兰对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响主要表现为化感抑制作用。银胶菊和除0.025 g.mL-1外的黄鹌菜各浸提液都使萝卜种子萌发受较强的抑制,且抑制强度随浸提液浓度的升高而增大,而对幼苗生长则表现为＂低促高抑＂的规律。小飞蓬和苦荬菜对萝卜种子萌发和幼苗根长为抑制作用,但对其苗高和鲜质量为促进作用。除0.025 g.mL-1外,艾蒿对萝卜种子萌发和幼苗根长有较强的抵制,对其苗高和鲜质量则呈＂低促高抑＂的规律。     

外来入侵植物美洲商陆提取物的化感活性

研究了外来入侵植物美洲商陆(Phytolacca americana)提取物对黄花草木樨(Melilotus officinalis)、大白菜(Brassica pekinensis)、北美车前(Plantago virginica)和马唐(Digitaria sanguinalis)4种植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,与对照相比,1 000～4 000、4 000和2 000～4 000μg·mL-1美洲商陆醇提取物分别对大白菜、北美车前和马唐种子萌发率具有显著抑制作用,1 000～4 000μg.mL-1水提取物对马唐种子萌发率也具有显著抑制作用,最大抑制率分别为32.22%、46.56%、32.69%和28.57%。250～500μg·mL-1醇提取物和250～4 000μg·mL-1水提取物对黄花草木樨幼苗根长,250～1 000μg·mL-1醇提取物和250～4 000μg·mL-1水提取物对黄花草木樨幼苗苗高,以及500μg·mL-1水提取物对黄花草木樨幼苗干质量均具有显著促进作用,最大促进率分别为21.32%、37.89%、12.94%、32.07%和18.81%。1 000～4 000μg·mL-1醇提取物和4 000μg·mL-1水提取物对大白菜幼苗根长,2 000～4 000μg·mL-1醇提取物和水提取物对大白菜幼苗苗高,4 000μg·mL-1水提取物对大白菜幼苗干质量具有显著抑制作用,最大抑制率分别为37.00%、20.95%、25.63%、22.30%和13.67%。250～1 000μg·mL-1水提取物对北美车前幼苗根长,250～4 000μg·mL-1水提取物对北美车前苗高具有显著促进作用,而1 000～4 000μg·mL-1醇提取物对北美车前幼苗根长,4 000μg·mL-1醇提取物对北美车前苗高和干质量具有显著抑制作用,最大抑制率分别为58.06%、29.72%和18.36%。500～4 000、1 000～4 000和2 000～4 000μg·mL-1醇提取物分别对马唐幼苗根长、苗高及干质量,4 000μg·mL-1水提取物对马唐幼苗根长具有显著抑制作用,最大抑制率分别为70.31%、44.65%、42.43%和35.50%。由此可见,美洲商陆对大白菜、北美车前和马唐种子萌发和幼苗生长具有较强的化感抑制作用,对入侵植物黄花草木樨具有化感促进作用,这些都直接或间接地增强了美洲商陆的入侵性。     

盐生植物种子萌发的特点及其生理基础

用NaCl和等渗PEG处理8种盐生植物和2种非盐生植物种子。结果表明：NaCl和等渗PEG对所有种子的萌发率都产生抑制作用,而且PEG（对盐生植物）的抑制程度大于等渗NaCl,NaCl对盐生植物萌发的抑制水平随处理时间延长而降低,但对非盐生植物种子萌发率的抑制程度增大到8d以后即不再增大。另外,在0．6MPaNaCl下,随处理时间延长,盐地碱蓬和琐琐种子的α－淀粉酶活性不断提高,SOD活性基本不变,但小麦和大麦种子的α－淀粉酶活性在处理8d后接近最大值,SOD活性显著下降,这些结果说明,影响盐生植物种子萌发率的因素与渗透胁迫,种子内部一些关键酶的活性及萌发过程中大量吸收和积累盐离子等都有关系。图6参19     

3种硝化抑制剂对小麦幼苗生长毒性的比较

在土壤(山西土)中加入不同种类、不同浓度的硝化抑制剂(氢醌、硫脲、双氰胺),研究了其对小麦发芽势、发芽率和幼苗生长的影响.结果表明:双氰胺对小麦发芽势和发芽率的抑制作用不明显,硫脲对小麦发芽势和发芽率有一定的抑制作用,而氢醌对小麦发芽势和发芽率抑制明显;双氰胺和氢醌对小麦幼苗生长的影响不大,而硫脲能显著降低小麦幼苗的根长、茎长、根重和茎重;双氰胺对小麦种子和幼苗毒性相对较小,硫脲毒性相对较大,小麦的根重、茎重和根伸长可以作为硫脲对小麦危害的敏感指标.     

两种四环素类兽药抗生素对白菜种子发芽与根伸长抑制的毒性效应

采用土培和水培相结合的方法,在预试验研究的基础上,研究砖红壤中不同质量分数金霉素（0～4 000 mg·kg-1）、土霉素（0～25 000 mg·kg-1）和水溶液中不同质量浓度金霉素（0～150 mg·L-1）和土霉素（0～150 mg·L-1）污染对白菜（Brassica pekimensis）种子发芽的抑制与毒性效应。结果表明：（1）当土壤中添加外源土霉素时,白菜种子发芽率总体呈下降趋势。而当添加金霉素时,白菜种子发芽率在85%附近波动,与对照相比,并无显著差异（P〉0.05）。而在水培条件下,金霉素对白菜发芽的抑制作用大于土霉素,但并未达显著差异水平（P〉0.05）。（2）白菜根伸长量随着土壤、水溶液中土霉素和金霉素质量分数或质量浓度的增加而缩短,生长均受到抑制。且与两种抗生素的质量分数或质量浓度均表现为极显著的相关性（P〈0.01）。（3）同一质量分数或质量浓度水平下,发芽率、根伸长、芽伸长对金霉素和土霉素的生态毒性敏感顺序依次为根伸长〉芽伸长〉发芽率。根伸长抑制率可作为诊断土霉素、金霉素对土壤毒性的敏感指标,反映土壤被四环素类抗生素污染的状况。（4）金霉素和土霉素在水培条件下对白菜的IC50值分别为20.32和287.52 mg·L-1。而在土壤中,白菜对金霉素和土霉素的IC50值分别为851.08和14 045.75 mg·kg-1。说明在土霉素对白菜的毒性作用小于金霉素,并且2种抗生素在土壤中对白菜根伸长的抑制效应明显低于水溶液中的抑制效应,这与土壤对抗生素污染有重要的缓冲作用有关。     

Influence of pretreatment and desiccation on the germination of Laurus nobilis L. seeds

The effects of moist stratification, gibberellic acid (GA3) in combination with cold-moist stratification and desiccation on the germination of bay laurel (Laurus nobilis L.) seeds were studied. It was found that the external fleshy pericarp caused dormancy. There was also embryo dormancy and it was broken in seeds lacking pericarp either warm-moist stratification (20 degrees C day/4 degrees C night) or cold-moist stratification (4 degrees C) for 8 and 10 weeks, respectively. Gibberellic acid had little effect on germination percent and germination value of seeds without pericarp when used alone but significantly increased overall germination performance when used with cold-moist stratification. The viability of seeds dropped when the moisture content of the seeds was reduced by desiccation, and the time required to reach the critical moisture levels in the seeds differed in the different desiccation temperatures. The critical minimum seed moisture content for bay laurel was around 15% and the seeds showed the typical behavior of recalcitrant seeds.     

Interaction between water soluble and volatile compounds of Cistus ladanifer L.

Summary. Phytotoxic activity of single and combined application of water soluble and volatile compounds of Cistus ladanifer on germination and early root growth of subterranean clover was investigated. Total germination, lag and speed of germination were both inhibited and stimulated, with the activity of volatiles on total germination depending upon the presence of water solubles. Antagonism between water solubles and volatiles was always found, resulting in a reduction of inhibition or a shift from inhibition to stimulation. It is suggested that the simultaneous presence of water solubles and volatiles might result in changes of the chemical nature of metabolites released by C. ladanifer. Early root growth was always inhibited but only by water solubles, and no interaction was found. The ecological implications of these results are discussed in terms of the exhaustion of competitors seedbanks by a two-step process in which germination is less inhibited or even stimulated by water solubles and volatiles, followed by a stronger and volatiles-independent inhibition of early root growth. Received 13 June 2001; accepted 13 Dezember 2001.     

硅促进水稻种子萌发及缓解幼苗砷毒性的效应研究

通过As~(Ⅲ)胁迫下水稻种子的发芽试验和幼苗毒性试验,研究了外源硅对水稻种子发芽率、幼苗生长的影响及其缓解幼苗砷毒性的效应。外源硅的2种处理方式为种子萌发时添加外源硅(Si1)和采用硅处理液浸种(Si2)。结果表明,发芽时介质中As浓度达到10 mg·L~(-1)时显著抑制水稻种子萌发(P0.05),发芽率仅为80%,但是Si1和Si2处理下发芽率则提高到97%和100%,这说明外源硅可促进砷胁迫下水稻种子萌发;砷浓度≥5 mg·L~(-1)时,Si1和Si2处理均可提高水稻的相对幼苗高度和根耐性指数,提高幅度分别为6.00%~16.8%和57.9%~77.0%、7.10%~23.5%和54.2%~61.2%,并且降低了水稻幼苗砷含量,降低幅度分别为17.8%~21.4%和31.0%~49.1%。这说明外源硅处理可促进砷胁迫下水稻幼苗的生长;不同砷浓度处理与水稻芽长、根长及幼苗干重之间存在"S"型的剂量-效应关系,且外源硅显著提高了相应的EC50,缓解了砷对水稻幼苗生长的毒性。综上所述,砷胁迫下水稻种子萌发时添加外源硅或采用硅处理液浸种均可促进水稻种子萌发和幼苗生长,并降低了幼苗砷累积和缓解砷对水稻幼苗的毒性。     

Cd对野茼蒿种子发芽的影响

为了研究重金属Cd在野茼蒿生长初期所产生的毒性效应,本文以野茼蒿种子为实验材料,分别设定了低浓度组(0、0.2、0.5、0.8、1.0和5.0 mg·L-1)和高浓度组(0、10、25、50和100 mg·L-1)2组实验,对在Cd胁迫作用下野茼蒿种子的萌发生长进行了研究.结果表明:在低浓度(＜5 mg·L-1)下,C...